DE1551008A1 - Verfahren zum Betrieb eines Dampferzeugers eines Dampfturbinenkraftwerks - Google Patents

Description

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Anaelder: Combustion Engineering₀ Inc Windaorρ Connecticut,

Verfahren zum Betrieb eines Dampferzeuger» «inen Dampfturbinenkraftwerk*

Pi« Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen sum Betrieb eines Dampferzeuger» einet» Dampfturbinen-»

ist
Kraftwerk© und insbesondere auf das Anfahren Dampfturbinen gerichtet_B und zwar geschieht dieses An« fahren durch ein· regelbare Angleiehun^ der Temperatur des der Turbine zugeführten Dampfe* an die Metalltemperatur des Hochdruckendes der Turbine»

Die Materialien filter Dampfturbine _s die mit hohem J>ruck und hohen Temperatur»« arbeitet, sind offensichtlich kait_a wenn die Turbine für eine verlängerte Zeitdauer ©Mllgeliägt worden ist und »ehr hei.ee während des normalen Vollastbetriebe₀ Abhängend von dem Verfahrens täa« znn Stillegen der Turbine ver-

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wendet wird und von der Zeit, für die die Turbine stillgelegt worden ist« können fast all· Temperaturen zwischen zwei extremen Grenzen in der Hochdruckstufe der Turbine gefunden werden»

Die Notwendigkeit einer Anglelchune der Dampftemperatur an die Metalltemperatur insbesondere in der Hochdruckstufe der Turbine 1st seit einiger Zelt bekannt. Einigen Teilender Turbine ist besondere Aufmerksamkeit zu Teil geworden. Und zwar richtet sich diese Aufmerksamkeit auf die verschiedenen Teiiperaturen zwischen den Turbinengehäuse„ dem Turbinengehäuse» bolzen« der unterschiedlichen Temperatur zwischen inneren und ausβeren Oberflächen des Turbinengehäuses und Ausdehnungsproblemen in Irängsrlchtung auf Grund der unterschiedlichen Ausdehnung zwischen dem Gehäuse und den Rotor_o Häufig treten auf Grund der grossen Durchmesser der Rotorenwellen* thermische Fpannungeproblente auf Grund der unterschiedlichen Temperatur zwischen umr Auesenflache der Veil· und dem inneren der Velle auf. Bei den vielen Variablen, umnmn die Anpassung folgen miss« 1st es selten, dass eine einzige Dampftemperatur eine optimale Temperatur bezüglich aller dieser Bedingungen darstellte aber es ist im allgemeinen bekannt« dass eine erforderliche Dampf» temperatur bestimmt werden kann,, die in ausreichender ' Weis· alle diese Bedingungen erfüllt» Solche Probleme sind In dem Druck "The Keystone Station°-Plant Startup an Loadlng*von F₀J₀ Hanaalek und J„ D₀ Conrad jun.ρ herausgegeben von der American Power Conference in April1964ρ dargestellt«

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Di· Erfindung betrifft nicht die·· Faktoren_r welche die er f urderliche Pampi temperatur en in der DampfbUclt·· der Turbine bestiramen_t sondern iat auf ein Verfahren und Vorrichtungen eur Erzielung dieser erforderlichen Temperaturen gerichtet, ßlelchgültig, auf welchen Kriterien die·· erwünsohte oder erforderliche Temperatur basiert»

Der Dampferzeuger selbst muss notwendigerweise für ein'η Vollastbitrieb auegelegt aein und demgeraäss arbeitet er wahrend de· Anfehrvorganges weit unter •einer Auslegung» Während de· Anfahrvorgange· des Dampferzeugers existiert in der Brennkammer und in den GasfUhruneen verglichen mit der DampfatrHmung au dieser Zeit eine sehr grosso Gasmenge. Demgemäes erreicht die Temperatur des die Einheit verlassenden Dampfes diejenige der Oastemperatur und kann nicht . leicht geregelt werden. Früher wurden überkritische Durchlaufdampferzeuger immer mit den vollen Betriebe» drn*k angefahren. Die· erforderte eine wesentliche Drosselung des Dampfest wenn er in die Turbine eingeführt wurde und einen dementsprechend weeentliohen Druckabfälle Während des heissen Anlassens der Turbine hai die au· der* Drosselung resultierende niedrige Pampftemperatur einen beträchtlichen Zusammenziehung»- effekt auf die innere Struktur der Dampfturbine. Deshalb enthalten neuere Planungen ein Drosselventil lsi Dampferzeuger» und zwar zwischen der lSrennkanunerwand und den tiberhitzerabschnittenc vährend des Anfahren· werden nur die Brennkammerwände mit vollen Betriebsdruck

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betrieben und der überhitzer arbeitet auf niedrigem Druck« Dadurch wird der ürosselabfall an dem Turbineneingang vermieden und hohe Dampftemperatüren werden in der Dampfbüchse der Turbine erzielt»

Solch ein Betrieb mit reduziertem Druck wurde bei Einheiten verwendet,, bei denen der i>ruck über einen grossen Leiafcungabereich variiert und dadurch wurden groase Wärmeleistungen der Danpfkraftwerke erzielte Ein solcher Betrieb ist in dem Druck dargestellt« der im März 1965 in Electric Light & Power erschienen ist und den Titel trägt "Reduced Pressure Boiler Operation Involves Many Considerations'* von F₀J. Cotter und PoJo Hansalek.

Bei der vorliecenden Erfindung wird der Druck im t'ber» hitser genäse der erforderlichen Dampftemperatur für die Turbine so geregelte dass der Drosselabfall über den Trubinendrosselventilen Dampf geeigneter Enthalpie erzeugte sogar venn die Temperatur des den Dampferzeuger

verlassenden Dampfes im wesentlichen konstant isto Der Druck ist weder konstant noch im allgemeinen ansteigend? sondern wizd in einer solchen Weise geändert_p dass die bestimmte erforderliche Dampftemperatur an der Turbine erzielt wird.

Es ist eine AuJ'gabe der Erfindung; ein Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, um einer Hochdruckturbine Dampf von einem Hochdruckdampferzeuger zuzuführen,

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und zwar mit regelbarer Temperatur„ wie es durch bestimmte physikalische Bedingungen der Turbinenteile zu einer bestimmten zeit des Anfahrvorganges erforderlich ist.

Die Frfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betrieb eines Dampferzeugers eines Dampfturbinen» kraftwerkeo bei dem eine Strömung heisser Verbrennungen gase im Dampferzeuger und eine Dampfströmung mit einem ersten Druck hergestellt wirii _D die im Konvektion«wärmeaustausch mit den heissen Verbrennungegasen zur Erhitsung des Dampfes auf eine erste Temperatur geführt wird₀ bei dem die Gasströmung verglichen mit der Dampf-Strömung einen so hohen Wert hat? dass die Temperatur_e auf die der Dampf erhitzt wird,, für Änderungen der Danipfströmung unempfindlich ist₀ bei dem die für die Turbine erforderliche Temperatur des ihr mit niedrigem Druck zugeführten Dampfes bestimmt wird_B bei dem die Dampfetr<Jraung regelbar von dem ersten Druck auf den niedrigen Druck gedrosselt wird und der gedrosselte Dampf der Turbine zugeführt wird und bei dem veiterhin der erste Druck in Abhängigkeit von der erforderlichen Temperatur so geregelt wird? dass bei der Drosselung des Dampfes vom ersten auf den niedrigen Druck die erforderliche Da: ipftemperatur erzielt wird«

Auaserdeni enthält die Erfindung ein Dampfturbinenkraftwerk mit einem Daapferzeuger mit einem strahlungsge» heizten WasaererhiÄziuigetoil und einem konvektionsgeheisten DampfÜberhitzungeteil₀ mit einer Dampf-

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turbine» der über Leitungen und ein stromaufwärts von dsr Turbine gelegenes Drosselventil von Dampferzeuger Dampf zugeführt wird, und mit Vorrichtungen zur Kr» leichterung des Anfahrens der Turbine_B bestehend aus Fi hlern zur Bestimmung der erforderlichen Damp/temperatur am Turbineneingang, aus Uegelgliedern zur Best Innung der erforderlichenο der erforderlichen Temperatur entsprechenden Enthalpie, aus Fühlern zur Bestimmung der tatsächlichen Temperatur des den Dampf« Überhitzungsabschnitt verlassenden Dampfes, aus Hegel·» gliedern zur Bestimmung des erforderlichen ₉ der er» forderlichen Enthalpie und der tatsächlichen Dampf' temperatur entsprechenden }»ampfdrucke und aus Kegel« gliedern zur Regelung des Dampfdrucks in dem Dampf» Uberhitzungsabschnitt auf ο en Vert, der als erforcier» licher Dampfdruck bestimmt wurde«

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung jetzt anhand von Zeichnungen beschrieben» In den Zeichnungen stellen dart

Figur It Eine schematische Darstellung eines Kraftwerkes und eine Vorrichtung₀ mittels der der Druck in Überhitzern dadurch reduziert wird ₉ dass Dampf stromabwärts vom Überhitzer abgezogen wird*

Figur 2t eine schematiachs Darstellung eines Kraftwerkes und einer Vorrichtung_p mittel» der der Druck im Überhitzer reduziert wird, und

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zwar dadurch_e dass Dampf stromaufwarte zum Überhitzer abgezogen wird.

In Figur 1 ist dargestellt« vie der" Dampf von Dampferzeuger 12 Über eine Dampfleitung 13 der Hochdruckstufe Ik der Dampfturbine zugeführt wlrdo Dieser Danpf ijtrttmt von der Hoclidruckturbinenetufβ nacheinander durch die Macherhitzerabechnitte 18 und die Mitteldruck' B tufe 19 und Niederdrucke tufe 20 der Turbine,, Her Dampf wird dann im Kondensator 22 kondensiert und von der Pumpe 23 über Niederdruckspeieewassererhitzer au eine« Entlüfter 27 gepumpt. Von dort wird das Speisewasser durch die Hochdruckepeisewaseerpuepe ma Dampferzeuger 12 Über die Hochdruckerhitzer 29 und daa Speieewasserregelventil 30 gepumpt.

Der stromaufwärts gelegene Teil des Dampferseugers besteht aus dem Wasserwandabeclmitt 32, der die Wände der Brennkammer 33 auskleidet. Der Kessel enthält eine Umwälzpumpe 3^ und eine Uswalzleitung 35t die in der weiee arbeitet, wie es in der UoS₀-Patentschrift Hr, 3«135-2*2 *om 2. Juni 196k von Villburt W. Schroedter beschrieben ist.

Das Kesseldroseelventil 37 iet in dem HauptstrUroungaweg angeordnet und kleine Nebenschlussventile 38 sind zu ihm parallel geschaltet«, Diese Ventile dienen zur Drosselung der Dampfströmung durch den NiedertenperaturUberhitzer 39 und den Hochtemperaturüberhitzer ko. Die BrennkasuMr 33 wird über Brenner kZ befeuert

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und der Waeaervandabschnitt 32 steht im Strahlung»- wärmeaustausch mit den durch die Verbrennung dee bremvstoffe gebildeten Verbrennungsgaoen. Diese Verbrennungen gase strömen dann im Konvektionawärraeauetausch mit den Überhitzern 39 und ko.

Die Kesselabzapfleitung k% enthält das Kesselabzapfventil hk und ist so angeordnet, dass eis aus dem Dampferzeuger Medium von einer Stelle stromaufwärts vom Kesseldrossel« ventil 37 abzieht,. Diese Leitung führt das Medium zum Fpritzdampfkessel 45 c aus dem das Wasser über die Wasserabzugsleitung ^7 mit dem Wasserabzugsventil 48 entfernt wird_o Das so entfernte vaseer strömt zum Kondensator 22_o -Der Dampf aus dem Spritzdanpfkessel strömt über die Leitung 49 und kann in den Überhitzer durch die Dampfzufuhrleitung 50 eingeführt werden oder zu« Entlüften oder weiteren Hilfeverwendungezwecken durch eine Hilfedanpfleitung 52 zugeführt werden,. Überschüssiger Dampf wird durch das Überströmventil 53 dem Kondensator züge= leitetf nachdem er einen Kühler 5*1 durchströmt hat« der zur Vermeidung Ubertnässig hoher Temperaturen des in den Kondensator 22 eintretenden Dampfes dient. Di· Dampfabzugsleitung 57 ist zur Entfernung von Wasser und Dampf aus der Dampfleitung 13 ^an diese Leitung an einer dem Kesselabsporrventil 15 verhältniemäseig nahen Stelle angeschlossene Dies» Leitung enthält ein Regelventil 58_ρ das zur Regelung ei er Dampf menge betrieben «erden kann₀ die zum Kondenoator 22 strömt«

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Während dee Anfahren» des Dampfkessels wird die Umwälzpumpe 3^ in Betrieb genommen_p so dass in dem Vasβerwandabschnitt 32 eine Umwälzung stattfindetο Von der Speisewasserpumpe 28 wird ein Durchsatz von annähernd 5 bis 10 f> der Dampferzeugerkapazität hergestellt und zusammen mit dem Speisewasserventil 30 geregelt ₀ Das Kesseldrosselventil 37 und .das Kessel" drosselventil 38 sind geschlossene Das Kesselabzugs--- -ventil kk wird so betrieben,, dass stromaufwärts von ihm ein Druck von 257 atm«, (3„6OO psi) erhalten bleibt« Diese 5 - lO^ige vaseerströmung strömt dann zum Spritzdampfkessel 45 und wenn das Vasser kalt ist, strömt diese gesamte Vaseer direkt zum Kondensatorο

Wenn der Ausfluss des ßaepfkessels eine Temperatur oberhalb 100° C (212° P) besitzt, bildet sich Dampf_p und dieser Dampf wird durch die Überhitzer 39 und ko und über das Dampfleitungsabzugevent11 58 abgeleitet« Diese Dampfetrömung dient zur Kühlung der Überhitzer«- flächen,» die den Verbrennungsgasen ausgesetzt sind und zur Erwärmung der inneren Rohranlagen₈ die den Verbrennungegasen nicht In der Weis· ausgesetzt sind. Zu« Entlüften oder zum Betrieb von Hilfsvorrichtungen kann zusätzlicher Dampf erforderlich sein. Das Ub«r~ »trSsnrentll 53 dient zur Begrenzung des Druck 1» Spritsdampfkessel zu dieser Zeit ο Dies geschieht durch einen Druckfühler 59, der den Druok stromaufwärts von Ventil niest und ein Signal zum Regler 60 sendet, der das Ventil 53 so betreibt, dass stromaufwärts ein bestimmter Sollwertdruck erhalten bleibt_B auch wenn der Druck diesen Wert zu übersteigen droht₀

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Während dieser Anfahrperiode wire tde Befeuerung dee Dampferzeugers 12 ^o geregelt₃ dass uer Temperaturanstieg des Mediums im üanpferzeuger 204° C (4oo° F) pro Stunde nicht übersteigt und weiterhin so, dass die Temperatur der die Brennkammer verlassenden Gase 550° C (loOC)0° P) nicht übersteigt* Da zu dieser Zeit der Kessel mit extrem niedriger Leistung arbeitet und die ganzen Verbrennungsanlagen für eine maximale Leistung ausgelegt sind, treten gewisse Probleme auf Grund der Schwierigkeit einer Mischung des Brennstoffs mit der l uft auf. Deshalb miss für einen sicheren betrieb eine hohe LuItströmung in der Grössenordnung ▼on 30% der Vollastluftströmung durch den Dampferzeuger erhalten bleiben, sogar wenn die Befeuerung nur in der GrUssanordnung von 7 **» isto Dies aus β er t sich in einem Ubernässig hohen Gewicht der Verbrennungsgase verglichen Bit der Geschwindigkeit der Dampfströmungp sogar wenn der gesamte Speisewasserfluss als Dampf durch den überhitzer geführt würde.

Die in Dampferzeuger eingebaute t)berhitzerheizfläche steht ebenfalle im Einklang: mit den Erfordernissen einer Wärmeabsorption bei einer vollen Leiatungo Deshalb besteht die Neigung* dass die Dampftemperatür an Ausgang des Dampferzeugers in der 1 eitung IJ die Temperatur der die Brennkammer verlassenden Gase erreicht. Wegen der zuvor erwähnten Charakteristiken» wird diese Temperatur von Änderungen der Dampfe tr ttmunfy durch den überhitzer nicht wesentlich geändert« Aue denselben Gründen» ware ein normales ifcvisehenetufige» Einspritzkühlen zur Kegelunf der. Dampftemperatür un-

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wlrk8ara_c sogar wenn bei diesen extrem niedrigen Dampf~ etrönungen eine ausreichende Mischung erzielt werden könntec Auch der Druck im Überhitzer beeinflusst di© Temperatur des den Überhitzer verlassenden Dampfes nicht„ sogar-wenn er die Enthalpie des den Überhitzer verlassenden Dampfes ändert.

Während das Anfahren des Danpferzougers rai t einer
kaltenTurbine zu*vor beschrieben -wurde,, treten « ieselben Umstände auf_t vcnn der Dampferzeuger schon heise iett, mit Ausnahme der Tatsache₍. dass aus dem Spritzdampfkessel ^5 sofort Dampf verfügbar ist und die gesamte Strömung anfänglich nicht durch die Wasserabzugsleitung h"} geführt werden muss.

Zu der Zeltf venn der Dampferzeuger angefahren wird» kann die Temperatur innerer Trrbmenteile einen Wert aus einer groeeen Anzahl vorstellbarer Bedingungen besitzen. Alle Teile der Turbine würden sich nicht auf Raumtemperatur befinden, venn die Einheit während
einer längeren Zeitdauer ntillgelefit worden ist_f während eich dagegen die Materialien auf einer vollen Tenperatur befinden, wenn die Turbine garade abgeschaltet worden ist und ein sofortiger hei:ser Viederanfahrvorgang
beabsichtigt xtx Abli?in{tend von der !.finge der ltill legung können alle mittleren Torvperaturbedingen auftreten.

Vie in der Einleitung beschrieben, besteht die Notwendigkeit; der Turbine Dampf mit einer Temperatur
zuzuführen« die eine Punktion der Bedingungen in der

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Turbine ist_p damit thermische Schocks und thermische Ausdehnungsschwierigkeiten in der Turbine vermieden werden. Da eine ganze Anzahl von Parametern diese Erfordernisse beeinflussen» ist die Auswahl einer beet irimt en Temperatur nicht Sache der Erfindung ο Die Erfindung stellt einfach fest_v dass eine bestimmte Temperatur erforderlich ist und schafft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Erzielung einer Dampfzufuhr zur Turbine mit der gewünschten Temperature Deragemäss ist eine bestimmte Methode zur Bestimmung der erforder« lichenTemperatur der Einfachheit halber dargestellte

Der Temperaturfühler 62 misst die Metalltemperatur in der DampfbücJiee der Turbine durch ein Thermoelement _B das ungefähr 2,5 cm (l inch ) tief in der Vand der Dampfbüchse angeordnet 1stο Ein diese Temperatur repräsentierendes Regelsignal läuft durch die Hegel» leitung 63 zum Summationspunkt 6k_B Da es erforderlich Ist_e dass die Dampftemperatür einen Sollwert hat, der um etwa k° C (25° P) über dieser Temperatur liegt« wird ein Sollwertsignal 65c das eine Temperatur von k° C (25⁰F) darstellt,, zu dem die geaossene Temperatur repräsentierenden Signalen hinzugefügt und das aufsummierte Regelsignal läuft über die Hegelleitung 66 Dieses Regelsignal repräsentiert dann die erforderliche Dampftemperatür« deren Erzielung Gegenstand der Erfindung ist.

Vie zuvor ausgeführt, wird die Befeuerung der Einheit auf die maximale Befeuerung innerhalb der ausgeführten Grenzen geführte Di· Temperatur des durch die Leitung

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strömendenDampfes wird durch diese Befeuerung bestimmt und kann leicht gesteuert werden» Da die Drosselung im Turbinendroeselventil 17 bei konstanter Enthalpie Stattrindets 1st mit diesem Drosselprozess eine Temperatürverminderung verbunden. DeT Druck in der Dampfbüchse der Turbine ist eine Funktion des Druck» abfalls in den Turbinenabschnitten und dsm Naeher~ hitzer_D wobei der Kondensatordruck als Basis betrachtet istο Bei den geringen Anfahrstriiraungen ist dieser Druckabfall sehr klein und der Druck in der Darapfbtichse der Turbine beträgt weniger als 7 ata· (100 psi) ο Di· Erfindung betrachtet den den überhitzer verlassenden Dampf als konstant und beabsichtigte eine Variation des Druckabfalls durch das Turbinendrosselventil 17 zur Erzielung einer Temperaturverrainderungo so dass an der Turbine 1*» die erforderliche Temperatur erzielt wirdο Dies geschieht durch Variation des den überhitzer JtO verlassenden Dampfes.

Ub dies zu erzielen» wird das die erforderliche Temperatur repräsentierende Fignal durch die Leitung 66 in «inen Punktionengenerator 67 eingespeist» Dieser Funktionengenerator sendet Über die Kegelleitung 68 •in Kegelsignalp, das für die Enthalpie, die der erforderlichen Dampfteioperatür entspricht, repräsentativ ist. Da der Druck in der Turbine während der Periode, während der das System in Betrieb ist» Immer klein ist]» ist die Temperatur-Enthalpie-Beziehung_B die der Funktionengenerator 77 herstellt einfach die Temp·» ratür-Enthalpie-Beziehung bei 7 atm (lOO psi). Die

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Temperatur des den überhitzer ko verfassenden Dampfes wird von einem Temperaturfühler 69 gemessen» der ein Regelsignal über die Kegelleitung 70 sendet und dieses Signal ist repräsentativ für die Darapftemperaturo

Oer Computer 72 erhält das Signal aus der Leitung 68, welches die erforderliche Enthalpie repräsentiert und das Signal aus der Leitung 70* welches die tatsächliche Temperatur repräsentiert und sendet Über die Kegel» leitung 73 ein Signal„ das den entsprechenden erJorder ■ liehen Druck darstellt.· Dieser Computer kann ein gewöhnlicher Operatorenverstärker (operational amplifier) sein« der liniarisierte Funktionen handhaben kann» Damit diese Vorrichtung verwendet werden kann, muss die Druck-Tenperatur-Enthalpie-Beziehung der Dampf» tabeilen in dem betrachteten Temperaturbereich liniarieiert werden« und zwar in der Form -won

dP dp dT dH

Der tatsächliche Druck in der Leitung 13 wird von einem DruckfUhler Ik gemessen und das den tatsächlichen Druck repräsentierende Signal wird fiber die Kegel« leitung 75 sum Regler 77 geleitet. Dieser Regler er· hält das dem erforderlichen Druck entsprechende Signal über die Regelleitung 73 und das dem tatsächlichen Druck entsprechende Signal über die Leitung 75 und > betreibt dann das Dampfleitungsabnigsventll 58 so, dass dieρ Über die Dampfleitung 18 abgezogende Dampf» menge vergrössert oder verkleiner* wird» Auf diese

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Veise wird der Dampfdruck In Überhitzer 40 auf den Vtsrt eingeregelt, der ale der erforderliche Dampfdruck bestimmt worden iet_e so dass der Temperatur» abfall durch dae Turbinendroeeelventil 1? eine geeignete Temperatur dee in dei Turbine lh eintretenden Dampfes erzeugt«

Der in Figur 2 dargeetellte Dampferzeuger und das dort dargestellt Fluesenema let mit dem von Figur 1 Identisch mit der Ausnahme, der bestimmtet Vorrichtungen,, mit denen der Druck im Iberhltmer variiert wird. Das f-er erforderlichen Enthalpie entsprechende Signal läuft erneut von der Regelleitung 66 zum Funktionengenerator 67 und ein der erforderlichen Enthalpie entsprechendes Signal läu.ft über uie Hegelleitung 68 zum Computer 72 _o Die Temperatur des den f'berhitzer verlassenden Dampfes wird wieder von einem Temperaturfühler 69 gemessen und das diese Temperatur repräsentierende Signal läuft durch die Kegelleitung 70 zum Computer 72c KIn Regelsignal; das den erforderlichen Druck repräsentiert, läuft dann durch die Kegelleitung 83 zum Hegler 87_O Ein Druckfühler 8*» misst den Dampfdruck in der an den Spritzdampfkessel *»5 angeschlossenen Leitung und sendet ein dem tatsächlichen Druck entsprechendes Fignal Über uie Kegelleitung 85 zum Kegler 87· Dieser Regler vergleicht die dem tatsächlichen und erforderlichen Druck entsprechenden Signale und betreibt über die Kegelleitung 88 die Einstellung des Überströmventils 53c Während dieser Druck an einer Stelle stromaufwärts von den überhitzerabschnitten 39 und hO gemessen wird, sollte bemerkt werden_T dass während

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dieser Periode der geringen Dampf striircung_p der Druckabfall durch den Überhitzer unbeträchtlich ieto Deshalb ist der vom Druckfühler Bh gemessene Druck im wesent*» liehen der Druck im Überhitzerο Der Regler 87 kann auch »it eines Schalter zur Einstellung einer festen Druckgrenze versehen sein₉ so dass der Druck in dem Kesselsystea einen bestimmten Sollwert nicht übersteigt« sogar wenn das Kegelsystem einen höheren Druck auf Grund der Teraperaturerfordernisse verlangte

Jedem der Ausführungsbeispiele« wird das Dampfabzugs-

ventll 58 von Hand betrieben, und zwar zur Erhaltung eines Sollwerts der Dampfetrttmung durch die Dampfleitung 13 bis zu einer solchen Zeit₀ bis die Turbine eine ausreichende Dampfmenge aufnimmtα Diese Dampf· menge sollte so bestimmt werden, dass eine ausreichende Erwärmung der im Inneren des Dampferzeugers angeordneten leitungen und Kopfleitungen erzielt wird ο Venn ein fUr die anfänglichen Betriebsbedingungen der Turbine ausreichender Druck und eine ausreichende Dampftemperatur erzielt ist, wird über das Dampf absperrventil 15 und das Turbinendrosselrentil 17 Dampf eingespeistο Die Menge wird so geregelt, dass die Turbinenerforderniese befriedigt werden_p während das Ter.peraturregelsystera während des Anfahrbetriebes weiterarbeitet.

Die Menge dies im Spritzdampf kessel freigesetzten Daupfee aus einem Medium, das aus dem stromaufwärts gelegenen Teil des Dampfkessels ausströmt„ ändert sich mit dem im Dampfabscheider existierenden Druck. Venn jedoch

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einmal die Temperatur einen genügend hohen Vert erreicht hat_ö wird der Spritzdampf kessel trocken und

der gesamte Dampf strömt zum Überhitzer» Die Überhitzeranlage hat einen Mlndeatdurchsatz der auf der 5 bis !Obigen Speisewasser»trotting basiert,; während der Dampf aus der Anlage so entfernt wird, wie es für die Turbinenbedingungen und die Hilfevorrichtungen notwendig ist und der Kest strömt entweder Über das Überströmventil 53 oder die Dampfabzugsleitung 58_o Jedoch ist es offensichtlich _Q dass der Druck- mit dem der Überhitzer arbeitet« durch Einstellung dieser Ventile 53 und 58 geregelt werden kann. Dae fiber« strömventil 53 let im allgemeinen für eine grosae Dampfströmung auegelegt und demgemäss ist keine Vergrösserung der Abmessungen des Darapfabzugsventils 58 erforderlich» wenn die Druckregelung Über das Ventil 53 geschieht·

Beim Anfahren eines Dampferzeugers in kaltem Zustand^ befindet sich die Turbine auf Kaumtemperatur» Es ist sehr schwierige die Tenperatur de<¥ während des Anfahrvorganges den überhitzer verlassenden Dampfes kleiner als 399° C (75o° F) zu halten» ohne die Befeuerung beträchtlich zu senken und deshalb den Anfahrvorgang zu verzögern_D

Damit während dieses Zeitraums die geringe Turbinen» temperatur erzielt wird, wird der Druck im Überhitzer des Dampferzeugers auf einen extrem hohen Wert während des ersten Teils des Anfahrvorganges gebracht. Venn

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die Turbine von diesem Dampf erwärmt wird,, kann sie höhere ." . temperatüren aufnehmen und da es eine Aufgabe des Anfahrvorgances ist, diese Turbine auf die Temperatur bei Vollast zu bringen» sollte sie auch diese höheren Temperatur erhalten. Deshalb wird der Druck im Überhitzer mit fortschreitendem Anfahr-Vorgang gesenkt und dadurch der Druckabfall über dem Turbinendrosselventil 17 während einer späteren Periode des Anfahrvorganges verringert. Offensichtlich wird,, wenn die Belastung der Dampfturbine steigt» der Druck der gesamten Anlage einsohliesslich des Überhitzers erneut gesteigerte

Besonders bei diese» Typ des Betriebs» wenn der Überhitzerdruck zunächst hoch₀ dann niedrig und dann wieder zurück auf einen hohen Wert gebracht wird _t ist das Kesseldrosselventil 37 von besonderem Wert übt stromaufwärts gelegene Teil des Dampferzeugers kann durchaus auf einem hohen Druck unabhängig vom tJberhitzerdruck gehalten werden« Dl« Vorteile dieses Ventils für den Betrieb eines überkritischen Dampferzeugers zur Ver· meidung von Stabilitätsproblemen sind wohl bekannt, Venn jedoch die Erfindung bei einer unterkritischen Einheit _s wie 2« B. einer der Umwälztypen, verwendet wird, wäre diese« Osasileiaren des Drucks im Verdampfer^ teil des Kessels nicht wünschenswert» Sine der Grenzen beim Anfahren einer solchen Einheit basiert auf der Tatsach·« dass der Verdanpferteil auf der Sätthings- ' temperatur arbeiten nuss und dass die Anderungsgeschwindlgkeit dieser Temperatur und deshalb der Druck so geregelt werden muss» dass Spännungsproblerae innerhalb des Dampferzeugers vermieden werden. Des'wr.lb würde

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ein Betrieb wobei nacheinander mit hohem Druck und niedrigerem Druck und wieder mit hohem Druck gearbeitet Kird, beträchtliche Temperaturänderungen in den Wasserwandabschnitten hervorrufen und denAnfahrvorgang verzögern« Ea wird deshalb empfohlen_c die Erfindung in Verbindung nit Keeeeldroeeelvehtilen zu verwenden, so dass der stromaufwärts gelegen« Druck unabhängig von den Änderungen dee tiberhitsserdrttcke gehalten werden kann.

Obwohl ein bevorzugtes Aueführungebeispiel der Er« findung beschrieben wurde, versteht es eich, dass dies nur der Veranechaulichung dient und keine Ueschränkung darstellt und das« Änderungen und Modifikationen geitt&cht werden können ^ ohne ν oat Bereich der Erfindung abzuweichen. Venn »ο Β« ein Anfahrvorgang dadurch ausgeführt wird_c das· Dampf allein in die Kacherhitzungsturbine eingeführt wird_v kann zur Anpassung der Temperatur dasselbe Verfahren verwendet werden«

Anlagen 10 Patentansprüche

2 Blatt Zeichnungen Bit 2 Figuren

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Ι.μ Verfahren zum lie trieb eines Dampferzeugers eines DampfturbinenkraftwerkeSe bei dem eine Strömung heisser Verbrennungsgase im Dampferzeuger und eine Dampfströmung nit einem ersten Druck hergestellt wird, die im Konvektionswäremeaustausch mit den heissen Verbrennungsgasen zur Erhitzung des Dampfes auf eine erste Temperatur geführt wird bei dem die Gasströmung verglichen mit der Dampfströmung einen so hohen Wert hat; dass die Temperatur ₉ auf die der Dampf erhitzt wird, für Änderungen der DampfStrömung unempfindlich ist» bei dem die für die Turbine erforderliche Temperatur des ihr mit niedrigem Druck zugeführten Dampfes bestimmt wird, bei dem die Dampfströmung regelbar von dem ersten Druck auf den niedrigen Druck gedrosselt wird und der -gedrosselte Dampf der Turbine zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, das· weiterhin der erste Druck in Abhängigkeit von der erforderlichen Temperatur so geregelt wird, dass bei der Drosselung des Dampfes vom ersten auf den niedrlgenDruck die erforderliche Damp ftenip era tür erzielt wird.

   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfströmung dadurch hergestellt wird, dass Vasser mit einem zweiten Druck im Strahlungswärmeaue tuasch mit den helbsen Verbrennungsgasen geführt und das so erhitzte Wasser auf den ersten Druck gedrosselt wird.

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   3o) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2_S dadurch gekennzeichnet, dase der erste Druck durch Bestimmung der Enthalpie des Dampfes₀ die der erforderlichen Temperatur bei niedrigem Druck entspricht, geregelt wird_e dass die ernte Temperatur,, auf uie der Dampf erhitzt wirrte bestimmt wirdp dass der dieser ersten Tenperatur und tier bestimmten Enthalpie entsprechende Dampfdruck bestimmt wird, dass dann der tatsächlich existierende erste Druck bestimmt und mit dem erforderlichen Druck verglichen und die Druckabweichunp, bestimmt wird und dass der <:ret· Druck in Abhängigkeit von der Abweichung geregelt wird,

   4„ ) Verfahren nach Anspruch Ij insbesondere zum Anfahren der Anlage mit einer kalten Turbine^dadurch gekennzeichnet,, daos ausserdem während des anfängt liehen Anfahrvorgänges_c wenn die Turbine kalt ist₉ der erste Druck auf oinen hohen Wert gebracht, während der Erwärmung der Turbine wesentlich vermindert und bei Belastung der Turbine zurück auf einen hohen Wert gebracht wird«,

   5oJ Dampfturbinenkraftwerk zur Aueführung dea Verfahrene nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Dampferzeuger mit einem strahlungsgeheizten Waeeererhitzuxißsteil und einem konvektionsgeheisten Dampfarhitzungateil_p mit einer Dampfturbine _D der Über Leitungen und ein stromaufwärts vor der Turbine gelegenes Drosselventil vom Dampferzeuger Dampf zu» geführt wird; gekennzeichnet durch Vorrichtungen

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   zur Erleichterung des Anfahren» der Turbine, bestehend aus Fühlern (62„63) zur Bestimmung der erforderlichen Dampftemperatur am Turbineneingang« aus hegelgliedern (67) zur Bestimmung der erforderlichen, der erforderlichen Temperatur entsprechenden Enthalpie(. aus Fühlern (69) zur Bestimmung der tatsächlichen Temperatur des den Dampfüberhitzung»*» Abschnitt (ho) verlassenden Dampfes, aus Kegelgliedern (72) zur Bestimmung des erforderlichen« der erforderlichen Enthalpie und der tatsächlichen Dampftemperatür entsprechenden Dampf drucke und aus Regelgliedern (58-) zur Regelung des Dampfdrucks in dem Dampfüberhitzungsabschnitt auf den Vert, der als erforderlicher Dampfdruck bestimmt wurde.

   64) Dampfturbinenkraftwerk nach Anspruch 5p dadurch gekennzeichnet, dass die Regelglieder (58) zur Regelung des Dampfdrucks im tiberhitzungaabschnitt mit Fühlern (74) zur Bestimmung des tatsächlichen Dampfdruck» und mit Regelgliedern (77) sua Vergleich de» erforderlichen und des tatsächlichen Dampfdrücke kombiniert sind.

   7«) Dampfturbinenkraitverk nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet» dass die Glieder zur Hege» lung dea Dampfdrucks au« Vorrichtungen (53«5^ oder 57» 58)pdi· unabhängig von der Turbine und stromaufwärts von dem Drosselventil (15_S I7) aus ■'' der Dampfleitung (13) Dampf entfernen und aus variablen Strömungsreglern (53soder 58) bestehen; die in den Vorrichtungen zur Dampfentfernung angeordnet

   909865/0102 wo one.««.

   8o) Dampfturbinenkraftwerk nach Anspruch 7p dadurch gekennzeichnetι dass ein Ventil (53) zur Entfernung von Dampf aus des Dampferzeuger so angeordnet ist, dass «β den Dampf stromaufwärts von dem Oberhitzungsabschnitt aus He» Dampferzeuger entfernt,

   SJo) Dampfturbinenkraftwerk nach Anspruch 7e dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen (57» 58) sur Entfernung von Dampf aua dem Dampferzeuger so angeordnet einet_e dass sie den Dampf atromabwärta von dem iberhitEungsabüGhnitt aus de» Dampferzeuger entfernenc

   C)₀) Damoi ttirbinenkraf twerk nach irgendeinem der Anspruch« 5 -- 3\> άkennzeichnet durch Ventile (37c 38) c ^<:ie den Druck des Mediums in dem etrahiungageheizten Wasser' erhitsungsabschnitt {yd} unabhängig von dem Druck Its Dampfüberhitzungsnbschnitt (39e ^Q) auf einen bestimmten Wert halten..

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